小龟王改锂电池 锂电水深?看我DIY 电动车 60V 锂电池组

小编 2024-11-26 资讯中心 23 0

锂电水深?看我DIY 电动车 60V 锂电池组

锂电池水很深。

先说说我为什么要用锂电池。很多小车机身比较紧凑(比如小牛电动车,平衡车),想要增加里程怎么办?增加又大又重的铅酸电池是不可能的,所以只能选择锂电池。

市场上各种组装的锂电池质量良莠不齐,我们并不知道其用的什么电芯,安全性和寿命都没有保证,有很多甚至用的是拆机电芯。

大品牌正规锂电池没有几家在做,只有超威、天能等少数几个品牌;售后不用担忧,但价格比较贵(其实挺适合不喜欢折腾的朋友),比如这款超威的60V20AH电池售价高达1800元:

所以我决定自己来DIY一组锂电池。

开始动手之前,顺便简单介绍下锂电池基本知识:

首先来看看锂电池和铅酸电池的区别

如上图,我们发现锂电池缺点其实挺多的...但这也是没办法的事,没得选择。

锂电池组是由电芯和保护板两个部件组成。

锂电池电芯类型: 有三元锂、聚合物、磷酸铁锂等等很多种;从外形来看有18650、方形等等也是很多种;每节电芯电压一般是3.7V,满电是4.2V,磷酸铁锂电芯电压是3.2V,满电3.6V;电芯除了电压参数外,还有一个重要参数就是容量,一般会标识在电芯外壳上;将多个电芯并联起来可以达到我们需要的容量,再讲多组并联起来的电芯串联起来可以达到我们需要的输出电压。这篇晒单主要讲解diy过程,所以就不细说了。

注意:本篇文章主要晒个人DIY过程,供参考。尝试自制的朋友需要一定的动手能力和一定的电子电路知识,有一定风险,请勿模仿。

60V20AH锂电池组DIY过程:

我首先决定自己的需求: 经过测试,我的嘉陵小龟王原配的是60V20AH在速度不快的情况下,可以跑70KM。我有时想出去玩玩,大概需要100KM的续航里程(为什么不开车? 家里有车,但我没有驾照,而且不想学。)。所以我只要再有一组60V20AH的电池就能满足我的要求(一定要多留点余地,预防一切不确定性 ),两组20AH电池差不多就能跑140KM了。

了解需求之后,开始选择电芯 :锂电电芯也不是那么好选择的,水相当深啊...市面上根本买不到任何性价比高的电芯,比较靠谱的东芝18650要近30元一节,拆机电池虽然便宜但容量、一致性和寿命都无法保证;大厂倒闭的倒闭,收购的收购,靠谱的不对外销售...后来决定入手这种5300mAH的电芯,价格较便宜就10元钱一节,外形大概是2颗18650并联起来的大小(这里只是展示我选的电池,实际用18650、大单体、聚合物,软包都可以!):

这个电池外壳是正极,顶部凸起的是负极,属于三元锂电池。选购电芯还要注意其他参数,比如内阻 、放电倍率、循环次数 等等,这些参数我找了下已经有很多人测试过,看来比较适合我。说一下放电倍率 ,是放电电流/电池容量,宣传页面写的是2C放电,电池是5300mAH的,那么2C放电的话理论最大持续放电电流就是10.6A,如果用4颗电池并联起来,持续放电电流就能达到42.4A。我的车电机功率是800W的,电压是60V,那么最大电流就是800/60=13.33A,即使放电倍率只能达到宣传的一半,也足够我用了。至于循环次数,官方给出的测试结果是2000次...2000次循环是什么概念?每2天完全充放电一次都可以用11年!当然这只是理论数据,能有300次循环的话这电池也算超值了,当然能更久的话就相当于捡到了。

我之前算出来需要60V 20AH,这个电芯是3.7V 5.3AH的,首先要先用4颗电池并联起来达到21.2AH的容量,再用60/3.7=16.21取整后为17,也就是要4颗并联为一组,再串联17组,使输出电压约等于60V,容量约等于20AH,17X4=68,为了防止遇到个别有瑕疵的,就多买了几颗。如图,电芯负极上很光亮,没有焊点,是全新没使用过的,只有少部分上面粘了点胶水:

收到电池后千万不能将电池随意放置, 看结构就知道容易造成短路,短路后会漏液,漏液后电池就废了。商家卖的是裸电芯,所以我只能自己给电池贴上绝缘垫(好在绝缘垫啥的商家都送了),防止焊接和使用时造成短路:

顺便用细砂纸将负极打磨一下方便焊接:

套上绝缘垫之后,还要给电池套上商家送的热缩壳,防止电池相互之间短路

打磨并且套上热缩壳之后,用电吹风吹一下就可以让热缩壳自动收紧,我没什么耐心,就随便弄了下:

再逐一检测电池的一致性,一致性很重要,一定要用同规格同型号的电池。 一颗电池有问题就可能会拖累整组电池,所以每一颗电池都要检查,替换掉不一致的电池。经过测试每颗电池的电压都在3.58V左右,误差极低,一致性相当好。

做好以上工作后,将电池一正一负的放在支架里,合好支架准备焊接。支架刚好竖列是一个4组并联,横着是5个串联,4并17串的话就要4组支架:

之前试焊了下,发现30W烙铁不好焊,焊久了容易损坏电池,对焊接技术要求高。但用铜线焊接的话也有好处,铜的电阻别镍 低。 为了图方便还是买回一台300元的点焊机。我想的是这个投资不算高,因为之后还要为朋友做两组小牛电动车的锂电池,而且做完可以亏一点处理给其他朋友:

点焊比较简单,将镍带放在电极上,右手按住镍带,左手拿着电池支架,对准焊针往上一推即可。注意两个焊针要在镍带之内:

如下图,竖着每4颗电池一组并联,然后每组之间串联起来。比较难看,这焊接难度不是一般大,主要是因为点焊机商家送的镍带太窄了,只有4mm!两颗铜针比较粗,稍有不慎就点到镍带之外了,焊针调太近又容易短路。所以一定不能用商家送的4mm镍带,要用宽6mm以上纯镍带,8mm的更好。好在试了下焊接强度还是可以的,用钳子将镍带强行撕下后,焊点部分仍然是不分离的。注意串联的部分电流较大,镍带较窄,所以每组电池之间的串联用了4条镍带分流(侧面还有一条):

将所有电池都焊好之后,开始连接保护板 。保护板的作用是防止任意一组电池过充过放,并且有短路、温度检测等功能。过冲过放对锂电池的损害极大,所以保护板必不可缺。对于有经验的朋友来说,不用保护板其实也是可以的,但一定要注意不要过冲和过放。选购保护板时,一定要注意电压、串数和电流。 我这个是三元锂,所以选3.7V的,铁锂要买3.2V的,我这个电池是17串,要买17串的保护板;电流可以用电机功率除以电池电压得到,比如1200W的电机,60V电池,那么电压就是20A的,就要买20A以上的保护板(最好要留余地,20A的买25A的保护板):

别看保护板有这么多线,弄清楚后并不难。接法印在保护板上面了,如图。总负极开始接第一根线,第二根之后每根按顺序接到每组电池串联的地方,直到接到总正极。用粗线(4平方以上)连接总负极和保护板的B-,C-用粗线接充电器接口负极,P-接负载负极,总正极不经过保护板。

电池支架之间做好绝缘工作,不要互相短路,先将保护板连接线的插头拔下来,连接好所有线之后,检查无误再插上。 检查方法很简单,万用表表笔搭在总保护板插头最后边的第一条线也就是中负极上,按顺序往左依次检测电压是递增的即可,比如我的电压是3.6V、7.2V、10.8V......60V。我的焊的有点难看,反正不是虚焊,不会掉就是了。插上保护板之后,如果接线正确,保护板的P-与电池总正极之间就有60V电压输出,如果接线不正确就没有输出。

最后检查一遍电池所有焊点和连接线的焊点是否牢固,不牢固的加焊一下。 我直接将电池抱到车上进行测试,一拧转把电机就开始转动,很开心,一次成功(注意下面还叠着两组呐)。之前担心装不下,所以用的是4并17串,看来里面还很空,早知道就组5并17串60V26AH了,续航能力提升10多公里呐,成本只增加100多元。

一切都测试无误,焊点和牢固之后,就可以将电池封起来了。一定要封好,不能有任何松动。 由于手上的材料有限,我暂时先用胶布将电池组封起来,比较难看,因为电池组使用时有一定发热,随便戳了几个散热孔。这样子虽然没问题,但实在太有损形象了,所以我订购了带纤维的绝缘布,等到货后再拆掉重新封。是不是比较山寨?不过市面上的电池拆开蓝色的热缩膜后也都是差不多的。称了下整组电池净重只有7.5KG(原来的铅酸有33KG啊!):

上图保护板亮着灯表示在进行电池均衡。每一串电池对应一颗灯,刚开始17颗全亮,均衡好一组电池后对应的灯会慢慢灭掉,直到所有灯都全灭,此时保护板会发热,一定要注意保护板的散热哦。我的电池组因为有支架,保护板是绑在支架外的,没和电池接触,所以没有任何问题。

我是将电池放入坐垫的桶内,要做一定的缓冲,防止路上颠簸损坏电池组。因为做电池之前不知道最终尺寸会是多少,所以无法提前制作不锈钢盒子,暂时找到个收纳箱,尺寸刚好,割个孔把电池放进去...

由于车内部内置的是铅酸电池,不能与锂电池直接并联起来使用! (如果是两组规格完全相同的锂电池倒是可以。)所以我把原来的电池空气开关换成了电动车专用二选一空气开关,两个闸是不能同时推上去的,只能开启其中一个,很方便,不会误操作。平时使用时用完锂电再用镍氢电池即可。

顺便说一下,锂电池的充电器也不能和铅酸电池通用。 因为普通铅酸电池的充电方式是三段式的,而且电压不同;比如我的铅酸电池充满电是66.5V,而锂电池却是71.4V(4.2VX17)。所以要用锂电池专用的充电器。DIY电池我推荐用汉匀充电器,型号是HY2ALP。

这个充电器可以自己根据电池类型自定义充电参数,特别适合我们自己DIY的电池,非常方便,也有定时功能。

DIY电池组续航能力测试:

DIY过程其实不难,很顺利。然后就要上路实测续航能力和稳定性了。我没有专业仪器测试,所以还是上路跑比较实际。

经过两次短途测试后发现电池能正常使用,决定充满电给电池来个完全放电。如下图,充满电71V后跑了64.23KM,本人自重85KG。本来计划放电到保护板过放保护为止,结果到52.5V的时候就被电动车的控制器限制了,无法继续放电。这个电池可以放电到2.8V,也就是2.8X17=47.6V,还有一部分电没能完全释放。这个里程已经比较满意了,之前的纯铅酸电池能跑70km主要是因为速度要慢一点。

之后还做过两次测试,都很成功。这个电池放电到60V左右发热就比较明显了,不烫手,是正常发热。

经过以上几次测试,我发现电池没问题了,就在前天开始正式出行了。好久没游泳了,本来计划一个人去抚仙湖的孤山岛风景区玩的,妹子也非得跟着去我也是醉了(约100公里单程路程骑电动车比较累的),实在没办法就驮着妹子上路了。如图,全程约200KM(有10KM今天回程时忘了开行者APP记录):

去程时天气晴,回程天气雨。单程90多KM,驮着个45KG的妹子...妹子一路上担心电池是否够用,还好用完锂电,切换到铅酸到目的地时还剩下约20%的容量。因为是变走边玩边拍照,速度不是很快:

第二天回程下着雨,旅途顺利,电池稳定可靠,就差个漂亮的外壳了:

电动车电池DIY成功。成本如下:电池68节680元,保护板100元,充电器165元,点焊机消耗算50元合计998元。

跟我比你们都是外行 推销锂电池的都是骗子

你们这帮人都是外行,小哥儿几个别再给我讲锂电了,推销锂电的都是骗子,锂电池卖得那么贵,还爱爆炸,你们这是要钱不要命!

前不久,我在一家电动车门店里和老板娘闲聊天,恰巧遇到了一位“奇葩”顾客。

这位大爷看上去最多六十出头,虽然说话不好听,但也是老主顾了,小哥自然不会怠慢。大爷最新的座驾是一辆小龟王电动车,买车加上改装,前前后后在店里也花了大几千块钱。【填问卷·赢红包】

“奇葩”大爷在指导店里的另一位消费者购车

大爷喜欢骑着电瓶车出去转悠,最远的一次从蒲黄榆骑到了潭柘寺,来回折腾了小一百公里,年轻人也很少有这个劲头。大爷这次来店里是想换个大容量的电池,之前的电池已经用了两年多了,续航掉得厉害。

店员也是出于好意,推荐大爷上他们最新的锂电池包,毕竟锂电池包更加轻便小巧,老人家用着更加方便。不过老人家似乎并不领情,反而开始“教育”店员:“锂电池多危险,你知道还是我知道?你瞧瞧那些起火爆炸的,都是锂电池。铅酸电池虽然沉点儿,但好歹用着放心,我骑电动车也有十年了,光替换的铅酸电池都不下五组了,从来没出过事儿,甭废话啊,我要换那个7250的铅酸,就是那个黑金石墨烯的那个,麻利儿的。”

●铅酸安全锂电危险 有这种想法的人还真不少

笔者随后又和门店老板娘聊了聊这个事儿,老板娘也坦言,的确有很多人在买车时都提出过这个问题,也有一部分用户和那个大爷一样,点名要铅酸电池的车,一来铅酸车确实便宜,二来就是担心锂电池起火爆炸。

电动车起火爆炸的事故屡见报端

“不过我也经营了小十年的电动车了,锂电的车也没少卖,但真要说起火爆炸的,也只听说过几个,但那是有人自己改装焊接的时候出的事儿,原厂电池出事儿的好像还真没听说过。”

有用户自组锂电池包起火

“那铅酸电池有起火爆炸的吗?”笔者追问了一句。

“我们店里有一次就差点出事儿!”老板娘对这个事儿印象很深刻,“电池正在里屋充电呢,一下就着了,得亏人都在外面,所幸没出啥大事儿”。

“不过我们卖的车和电池都是大品牌的,很少听说有出事儿的,倒是一些搞回收旧电池的,他们出事儿就比较多了”,老板娘又补充了一句。

近半用户对锂电池和铅酸电池安全性无准确认知

之后,笔者又针对铅酸电池和锂电池的安全性问题进行了问卷调查。结果显示,有三成用户认为锂电比铅酸电池更危险,而近半数用户对于两种电池的安全性没有明确认知。

锂电池危险,事实果真如此么?

●先说明一件事儿 电池为什么会爆炸?

爆炸意味着压力的瞬间释放。

电池在很多情况下并不是封闭的,无论是锂电池还是铅酸电池,在设计时都会针对内部压力异常增大的情况设置安全阀,即便电池内部发生短路等异常情况,内部压力也会及时释放,不会引发大的风险。

那么既然电池在设计之初就已经考虑到了潜在风险,那么为什么在新闻报道中还经常能看到电池爆炸的案例呢?

绝大多数所谓“爆炸”来自车辆电路或充电器的电容

首先,很多所谓的“电池爆炸”案例其实并非电池爆炸,而是控制器或者电气系统发生短路或者故障引发电容爆炸,这种爆炸规模非常小,很多只是有一些声响和火花,这种情况下起火才是最大的危险源。

部分电容爆炸甚至看不到明火

其次,当电池或者车辆其它部件燃烧时,由于车身采用了大量塑料材质,很多人也会误将塑料燃烧的“噼啪”声当做爆炸。

电池结构被破坏,电池材料直接接触空气后爆燃

最严重的情况,电池真的爆炸了。一种情况是,劣质电池自身没有设计安全阀或者安全阀被损坏,无法起到泄压作用,当电池内部压力过大时发生爆炸;另一种情况则是电池充电器故障形成过充,电池内部析出氢气,当氢气与氧气以一定比例混合后发生爆燃。

●锂电池真的比铅酸电池更危险? 事实并非如此

既然明白的电池为什么会爆炸,那么锂电池和铅酸电池究竟哪个更安全呢?

从电池结构来说,目前锂电池包基本都是18650电池进行封装,而铅酸电池则基本上也是密封性能很好的免维护性铅酸电池,如果其内部压力过大且安全阀发生异常的话,两者的危险系数基本相当。

18650电芯顶部的安全阀

如果是由于电池过充内部析氢的话,18650电池中电解液含量相当有限,析出氢气的量也极为有限,但对于以稀硫酸为电解液的铅酸电池来说,如果发生过充,电池内部析氢现象严重,发生爆燃的几率也大大增加。

某品牌锂电池包严重破损的情况下,安全阀启动释放压力,未发生起火爆炸

从电池的安全防护角度来看,18650电芯上都设计有安全阀,不仅可以释放内部过大压力,还会物理断开电池与外界的电路连接,相当于将该电芯物理隔断,以保证电池包其它电芯的安全。另外,锂电池包通常都会配备BMS保护板,它能够精准控制电池包中每一颗电芯的状态,直接从根源上解决过充过放的问题。

BMS能最大程度解决锂电池单体电芯过充过放等问题

相反,铅酸电池在安全防护上除了安全阀之外似乎就乏善可陈,BMS保护几乎不存在,很多劣质充电器甚至都无法做到充满后断电,安全保障上与锂电池相去甚远。

铅酸电池缺乏BMS系统保护

再配上劣质充电器,不出事儿是你人品好

当然,如果你用的是价格和铅酸电池差不多的锂电池,这种情况谁都救不了你。

最后还有一点,如果是因为意外冲撞造成电池结构遭到破坏,铅酸电池似乎比锂电池更安全一些。不过在这种等级的事故中,电池材料早已暴露在开放环境中,爆炸也就无从谈起了。

总结:电池不是炸弹 爆炸更多由劣质产品引起

从电池的安全冗余设计上来看,合格的锂电池和铅酸电池都能够充分保证用户的使用安全,并不存在明显的安全性差异。但由于市面上很多低端小型电动车和滑板车数量较大,且多半采用的是质量较差的锂电池,相对更容易发生事故,这也给消费者留下了锂电池不安全的错觉。

退一万步讲,如果锂电池真的那么危险,为什么全球绝大多数的电动汽车都选择了锂电池作为动力来源呢? 填问卷·赢红包

优选锂电池电动车推荐

●雅迪摩界2.0

雅迪摩界二代是国内电动车市场中少有的电动山地自行车产品,粗壮的车架和宽大的轮胎都给人留下了深刻的印象。很显然,这就是一辆户外达人专属车型。 填问卷·赢红包

雅迪摩界2.0

其实这款车型在尺寸上也算不上小巧,但相比那些电摩车型,雅迪摩界二代就显得轻便不少。摩界二代车架采用了6061铝合金材质,6系铝合金被广泛应用于飞机、地铁列车等交通工具的框架结构部分,拥有良好的耐蚀高韧特性,在不损失强度性能的前提下有效降低整车重量。

摩界二代采用了36V 13Ah动力锂电池,搭配350W电机,在助力模式下可以实现最高70Km的续航里程,纯电驱动最高续航里程也能达到40Km。

另外,前后碟刹有效保证了车辆制动性能,禧玛诺9速变速也满足更多场景的骑行需求。

●爱玛蛋蛋

爱玛蛋蛋是目前市面上少有的自带座椅加热功能的电动车,这虽然会损失一些续航里程,但有时舒适度远比续航更重要。

爱玛蛋蛋

这款车尺寸较为小巧,所以可能它更加适合女性用户使用。450W功率电机搭配48V 15Ah锂电,最高时速28Km/h,官方续航70Km,这样的性能算不上强劲,但也足够日常使用。车速和动力从来都不是佛系青年追求的,能够安全高效地代步通勤就足够了。

●小牛N1S

小牛N1S是目前小牛销售情况最好的车型之一,它也是目前在售车型中最经典的一款。

小牛N1S动力版

N1S动力版的性价比较为突出,它拥有与顶配版完全相同的智能化功能,同时60V 26Ah电池包搭配博世电机又能实现80Km左右的实际续航里程,尽管电池容量比Pro版小了一些,但用接近3000元的差价完全可以额外购买一个备用电池包了,这显然比其它版本车型更划算。

●速珂CU2舒适版

速珂CUⅡ舒适版是CU系列中性价比较高的一款车型。良好的人体工程学设计提供了出色的骑行体验,柔软的鞍座材质长时间骑行也不会疲惫。

速珂CU2舒适版

速珂CU2舒适版采用了48V 32Ah锂电池包,官方续航100Km,完全充电需要7小时左右,非常适合城市用户通勤使用。

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